AI en CFD veranderen de aerodynamica in de motorsport: geen geheimen meer

In de motorsport draait alles al sinds de jaren zestig om aerodynamica. Voordat raceauto’s vleugels kregen, lag de focus op het zo glad mogelijk maken van de carrosserie om luchtweerstand te minimaliseren en de topsnelheid op rechte stukken te verhogen. Maar pioniers zoals Jim Hall (Chaparral) en Colin Chapman (Lotus) ontdekten dat ze de luchtstroom konden gebruiken om de auto op de baan te duwen, waardoor de grip toenam en bochten sneller genomen konden worden. Sindsdien is de aerodynamica een cruciale factor in het ontwerp van raceauto’s.

In het begin was aerodynamica nog een soort ‘donkere kunst’. Windtunnels waren nog in opkomst en teams moesten grotendeels vertrouwen op kostbare en soms gevaarlijke tests op het circuit. Windtunnels bieden echter een veilig alternatief: ze kunnen dag en nacht draaien, ongeacht het weer, en er hoeven geen auto’s te crashen of coureurs gewond te raken. Toen de Formule 1 in de jaren negentig de hoeveelheid testdagen op het circuit beperkte om kosten te besparen, werd windtunnelwerk nog belangrijker. Teams voerden zoveel mogelijk tests uit met schaalmodellen voordat ze de resultaten valideerden tijdens de beperkte testdagen die ze nog mochten houden.

De komst van Computational Fluid Dynamics (CFD) bracht een revolutie teweeg. Met CFD-simulaties konden teams voor het eerst met hoge nauwkeurigheid de effecten van luchtstromen op een virtueel model van een auto analyseren. Niet alleen waren deze simulaties goedkoper dan windtunneltests, ze waren ook veel sneller in het doorvoeren van aanpassingen. Tegenwoordig wordt het grootste deel van het vroege ontwerpproces digitaal uitgevoerd voordat de resultaten worden gevalideerd met schaalmodellen in de windtunnel. Deze aanpak wordt niet alleen in de Formule 1 toegepast, maar ook in series zoals de World Endurance Championship, Formule E en NASCAR, waar testdagen op het circuit sterk zijn beperkt.

De nieuwste ontwikkeling is de integratie van kunstmatige intelligentie (AI) in CFD-analyses. AI kan patronen herkennen en voorspellen die voor mensen moeilijk te detecteren zijn, waardoor ontwerpers nog sneller en nauwkeuriger kunnen optimaliseren. Dit betekent dat teams geen geheimen meer hebben voor concurrenten: elke aerodynamische verbetering wordt direct zichtbaar in de simulaties. In een sport waar elke fractie van een seconde telt, is dat een gamechanger.